詳細(xì)解析一款驅(qū)動高功率LED照明應(yīng)用的新方法

另外，從散熱管理的角度來看，這種隔離設(shè)計則更加理想，因?yàn)闆]有了對 LED 接近性或接觸金屬附件的諸多限制。另一個顯著的特點(diǎn)是，它不要求輸出端反饋。這就去除了光電或其他安全規(guī)定的隔離反饋器件。最后，我們來看這種二次側(cè)的簡易性。它只有很少的無源組件，并且沒有偏置電源、有源組件或任何種類的控件。

談及運(yùn)行，SIMPLE 驅(qū)動器擁有優(yōu)于 1% 的極好的串電流匹配。它具有可獲得高效率的諧振運(yùn)行，并且隨著串?dāng)?shù)量的增加其性價比也會更高。

圖3 SIMPLE驅(qū)動多變壓器

概述

PFC電路的輸出為反向降壓電路的輸入。反向降壓經(jīng)過配置，產(chǎn)生一個恒定電流輸出。這種電流下，系統(tǒng)閉環(huán)位于附近。它產(chǎn)生的電流輸出向下游供給 DC/DC 變壓器電路，而該電路由一個半橋接控制器、兩個 MOSFET、電容 C1 和 電容 C2 以及一些變壓器組成。之后，該電流經(jīng)過半橋接 MOSFET 開關(guān)，到達(dá)串聯(lián)變壓器的一次側(cè)。電容 C1 和 C2 服務(wù)于許多功能。它們可用于為半橋接建立一個分壓器，同時它們還是諧振電路的組成組件，也是 DC 阻斷電容，這有助于防止變壓器飽和。

諧振運(yùn)行允許 MOSFET 開關(guān)以零電壓開關(guān) (ZVS) 進(jìn)行開關(guān)運(yùn)行。這就降低了開關(guān)損耗，并強(qiáng)制輸出二極管至零電流開關(guān) (ZCS)，從而有助于效率最大化。

現(xiàn)已轉(zhuǎn)換為 AC 電流的 DC 電流通過所有串聯(lián)變壓器的一次側(cè)前后諧振。可串聯(lián)放置的變壓器一次側(cè)數(shù)目十分靈活，因?yàn)榭梢赃x擇繞組比來支持許多變壓器或 LED 串。計算匝數(shù)比需要考慮的是串?dāng)?shù)，這是由于其規(guī)定了變壓器的數(shù)目以及每個串的正向電壓。設(shè)計考慮因素

要獲得功率轉(zhuǎn)換的最高可達(dá)效率，目標(biāo)就是盡可能地處理最少的功率。要達(dá)到這個目的，我們需要盡可能地接近輸入電壓來工作。由于大多數(shù)高功率照明應(yīng)用都支持有源 PFC 的使用，為了簡單起見，我們將只把它看作是功能模塊，并給其輸出分配一些典型值。

由于大多數(shù)有源 PFC 電路都起到一個升壓轉(zhuǎn)換器的作用，因此 PFC 輸出電壓的設(shè)定必須要高于最高 AC 線壓的峰值。85 – 265VAC 一般輸入范圍時，其為大約 375V。增加一些動態(tài)范圍上限，以獲得裕度和容差，這時 400V 便為一個典型的設(shè)定值。要確保下游降壓擁有 PFC 輸出變化的較多動態(tài)范圍上限，就需要增加稍多的裕度，以適應(yīng)約 40V 的紋波。這就使我們的反向降壓最小輸入運(yùn)行點(diǎn)為大約 360V。

為保證降壓輸出具有一定的順從電壓，以讓其能夠正常地工作，這就需要也給它一定的動態(tài)范圍上限，并將其輸出范圍限定在 280V。

既然我們都了解我們的各個邊界，那么就讓我們來看看如何通過降壓和變壓器匝比來計算恒定電流值的一個設(shè)計實(shí)例。

在本例中，我們使用了兩個變壓器來驅(qū)動四個LED串，其電流為 1A。每個串都擁有十只高功率 LED。

假設(shè)：LED 正向電壓 Vf = 3.5V，且一個串電壓=35V

由于我們將 DC 降壓的輸出工作點(diǎn)設(shè)定在 280V，因此它現(xiàn)在作為 DC/DC 變壓器電路的輸入。這就意味著，施加于串聯(lián)一次側(cè)的電壓將為電容分壓器(由 C1 和 C2 組成)電壓的 1/2，從而在串聯(lián)一次側(cè)布局上獲得 140V 的電壓。

現(xiàn)在，匝數(shù)比的計算就變得十分容易了，如方程式1 所示：

每個變壓器的一次側(cè)電壓 (VP) =橋接電壓/變壓器數(shù)=140V/2=70V

其中：

NP = 一次側(cè)匝數(shù)

NS = 二次側(cè)匝數(shù)

VS = 二次側(cè)或 LED 串電壓